前言
大家先看看下面这张图（1.png）：1.png从上面图片看到了什么？这里，容我卖个关子，留个悬念。
一、定义
- 隐藏面消除
在绘制3D场景的时候，我们需要决定哪些部分是对观察者可见的，或者哪些部分是对观察者不可见的。对于不可见的部分，应该及早丢弃。例如：在一个不透明的墙壁后,就不不应该渲染。这种情况叫做“隐藏面消除“(Hidden surface elimination)。
二、隐藏面消除的解决方案
既然对于不可见的部分不进行渲染，那到底有多少种方法可以做到呢？那他们又有哪些优缺点呢？又该如何选择最优解决方案？
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方案一：油画算法
绘制原理：先绘制场景中的离观察者较远的物体，再绘制较近的物体。
图例（2.png）： 先绘制红⾊部分，再绘制⻩⾊部分，最后再绘制灰色部分，即可解决隐藏⾯消除的问题。
2.png
利弊：
使⽤油画算法，只要将场景按照物理距离观察者的距离远近排序，由远及近的绘制即可。那么会出现 什么问题? 如果三个三角形是叠加的情况，油画算法将⽆无法处理。3.png
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方案二：正背面剔除（Face Culling）
绘制原理：绘制观察者所看到的面，不绘制看不到的面。
注解：
既然正背面剔除的绘制原理是这样，那我们怎么知道某个面在观察者的视野中不会出现？
我们都知道，任何平面都有2个面，正面和背面，同一个时刻，你只能看到其中一面。
那哪个是正面，哪个又是背面呢？OpenGL又是如何区分的呢？
下面，我们试着分析顶点的顺序来看下：
4.png
OpenGL正背面默认是这样区分的：
正面： 按照逆时针顶点连接顺序的三⻆形面
背面：按照顺时针顶点连接顺序的三⻆形面
那通过立方体来分析又是怎样的呢？
5.png
从上图看：
左侧三角形顶点顺序为：1 -> 2 -> 3； 右侧三角形的顶点顺序为：1 -> 2 -> 3。
当观察者在右侧时，则右边的三角形⽅向为逆时针方向则为正面，而左侧的三角形为顺时针则为背⾯。
当观察者在左侧时，则左边的三角形为逆时针⽅向判定为正面，而右侧的三角形为顺时针判定为背⾯。
总的来说，正面和背面是由三角形的顶点定义顺序和观察者⽅向共同决定的。随着观察者的角度方向的改变，正面背面也会跟着改变。
优势：
采用正背面剔除，意味着，我们只需要绘制看得到的面，这在OpenGL渲染的性能上可提高超过50%。
那代码上又是如何实现的呢？
//开启表面剔除（默认背面剔除）
void glEnable(GL_CULL_FACE);
//关闭表面剔除（默认背面剔除）
void glDisable(GL_CULL_FACE);
//用户选择剔除哪个面（正面/背面）
void glCullFace(GLenum mode);
mode参数为： GL_FRONT，GL_BACK，GL_FRONT_AND_BACK ；默认GL_BACK
//用户指定绕序哪个为正⾯
void glFrontFace(GLenum mode);
mode参数为： GL_CW(顺时针)，GL_CCW(逆时针)；默认GL_CCW
举个例子，如果我们要剔除正面，那该如何实现？有两种方式：
//第一种：
glCullFace(GL_BACK);
glFrontFace(GL_CW);
//第二种：
glCullFace(GL_FRONT);
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方案三：Z-buffer方法（深度缓冲区Depth-buffer）
在说Z-buffer方法之前，我们先通过几个问题来了解下深度。
（1）什么是深度?
深度其实就是该像素点在3D世界中距离摄像机的距离，Z值。
（2）什么是深度缓冲区?
深度缓存区，就是一块内存区域，专门存储着每个像素点（绘制在屏幕上的）深度值。深度值（Z值）越大，则离摄像机就越远。
（3）为什么需要深度缓冲区?
在不使⽤深度测试的时候，如果我们先绘制⼀个距离比较近的物理，再绘制距离较远的物理，则距离远的位图因为后绘制，会把距离近的物体覆盖掉。有了深度缓冲区后，绘制物体的顺序就不那么 要了。 实际上，只要存在深度缓冲区，OpenGL 都会把像素的深度值写入到缓冲区中。除非调用glDepthMask(GL_FALSE)来禁⽌写⼊。
那到底什么是深度测试呢？
深度缓冲区（DepthBuffer）和颜色缓存区（ColorBuffer）是对应的。颜色缓存区存储像素的颜⾊色信息，而深度缓冲区存储像素的深度信息。 在决定是否绘制一个物体表面时，首先要将表面对应的像素的深度值与当前深度缓冲区中的值进行比较。如果⼤于深度缓冲区中的值，则丢弃这部分。否则利用这个像素对应的深度值和颜色值，分别更新深度缓冲区和颜色缓存区。 这个过程称为“深度测试”。
绘制原理：绘制一个物体表面时，首先要将表面对应的像素的深度值与当前深度缓冲区中的值进行比较，如果⼤于深度缓冲区中的值，则丢弃这部分。否则利用这个像素对应的深度值和颜色值，分别更新深度缓冲区和颜色缓存区。
深度缓冲区，一般由窗⼝管理系统GLFW创建。深度值⼀般由16位，24位，32位值表示。 通常是24位。位数越高，深度精确度更好。
图例（6.png）：
6.png
那深度测试代码上又是怎样的？
//开启深度测试
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
/*
在绘制场景前，需要清除颜色缓存区，深度缓冲
清除深度缓冲区默认值为1.0，表示最大的深度值，深度值的范围为(0,1)之间。值越小表示越靠近观察者，值越大表示越远离观察者。
*/
glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f,1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
//指定深度测试判断模式
void glDepthFunc(GLEnum mode);
mode参数：具体见下图（7.png）
//打开h或阻断深度缓存区写入
void glDepthMask(GLBool value);
value：GL_TURE 开启深度缓冲区写入；GL_FALSE 关闭深度缓冲区写入。默认开启
7.png
好啦，深度测试就讲到这里。
最后的最后，
那隐藏面消除的几种方案讲解到此就也结束啦！
现在再回过去看最上面的那张图（1.png），你看到什么了吗？
